DE6811677U

DE6811677U - CANNED MOTOR PUMP UNIT.

Info

Publication number: DE6811677U
Application number: DE6811677U
Authority: DE
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1968-12-16
Filing date: 1968-12-16
Publication date: 1970-01-15

Description

SpaltrohrmotorCanned motor

Die Neuerung betrifft ein Spaltrohrmotor-Pumpenaggregat, bei dem für den Ausgleich, des AxI al schub es der Druokun— tersohied auf beiden Seiten des Rotors des Spaltrohrmotors und der Druck auf eine Entlastungsscheibe, die mit einer zwischen der Entlaetungsscheibe und dem Rotor des Spaltrohrmotors angeordneten feststehenden Vand ein Längs» lager bildet, ausgenutast wird·The innovation concerns a canned motor pump unit, in the one for compensation, the AxI al push the Druokun— tersohied on both sides of the rotor of the canned motor and the pressure on a relief disc that with one between the discharge disc and the rotor of the Canned motor arranged fixed Vand a longitudinal » bearing forms, is fully exploited

Bei einer bekannten Spaltrohrmotorpumpe ist eine Entlastungs— scheibe vorgesehen, die entweder zwischen Pumpenrotor und Rotor des Spaltrohrmotors oder am pumpenfernen Lager des Aggre» gates vorgesehen ist« Bei dieser Konstruktion kann aber nur. eine Entlastungssoheibe angeordnet werden, so daß der Axial·* setrub nur nach einer Richtung auszugleichen ist· Für viele praktische FHlIe reicht diese Maßnahme nicht aus·In a known canned motor pump, a relief- disk is provided, which is either between the pump rotor and the rotor of the canned motor or on the bearing of the unit remote from the pump. gates is intended «With this construction, however, can only. a relief washer can be arranged so that the axial * setrub can only be balanced in one direction · For many practical experience, this measure is not sufficient

Außerdem ist bereits ein Spaltrohrmotorkreiselpumpenaggregat bekannt₉ bei dem der Rotor, der zwischen Längslagern axiales Spiel hat, als Axialschub-Ausgleicheorgan dient· Die Steuerung des zur Schmierung und Kühlung des Motors und der Lager erforderlichen Teilstromes, durch den auch die AxialSchübent—In addition, a canned motor _{centrifugal pump unit is already known 9} in which the rotor, which has axial play between the longitudinal bearings, serves as an axial thrust compensation element.

lastung zustande kommt, wird durch die Längelager bewirkt. Die Längslager sind zwischen dem jeweiligen Querlager und dem Rotor angeordnet» Sie sind mit dem Querlager so kombiniert, daß das Querlagergehäuse zugleich auch den Längsla« gerflansch bildet· Die Lauffläche der Lager liegt also innerhalb des Rotorraumes auf der dem Rotor abgewandten Seite» Bei dieser Konstruktion ist nachteilig, daß die Lageranordnung ein instabiles Kraft-Weg-Verhalten bedingt. Der Rotor kommt nämlich bereits bei geringsten AxialkraftSchwankungen oder auch bei Einschalten der Pumpe zwangläufig an einem der Längslager zur Anlage. Dieses Lager wird dann häufig mit erheblichen Restkräften belastet. Ein Einpendeln in eine stabile Gleichgewichtslage, bei der die Längslager nicht belastet werden, ist bei dieser Anordnung nicht möglioh.load comes about is caused by the length bearings. The longitudinal bearings are between the respective transverse bearing and arranged on the rotor "They are combined with the transverse bearing in such a way that the transverse bearing housing also supports the longitudinal" Gerflansch forms · The running surface of the bearings is therefore within the rotor space on the side facing away from the rotor » The disadvantage of this construction is that the bearing arrangement causes an unstable force-displacement behavior. The rotor This is because even the slightest fluctuations in axial force or when the pump is switched on inevitably occurs at one of the Longitudinal bearing to the plant. This bearing is then often loaded with considerable residual forces. A leveling off in a stable An equilibrium position in which the longitudinal bearings are not loaded is not possible with this arrangement.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Spaltrohrmotor— Kreiselpumpen-Aggregat zu entwickeln, bei dem ein stabiler Ausgleich des Pumpenaxialschubs erreicht wird«The innovation is based on the task of a canned motor— To develop a centrifugal pump unit in which a stable compensation of the pump axial thrust is achieved «

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß beiderseits des Rotors des Spaltrohrmotors ein derartiges Längslager angeordnet ist und daß der Kühlmittel-Zulauf durch eine Bohrung in einen Raum zwischen feststehender Wand und Rotor und der Rücklauf vorzugsweise durch eine Wellenbohrung und einen Spalt erfolgt. Eine besonders vorteilhafte Lösung ergibt sioh, wenn die Wände bis nahe an die Welle reichen und mit dieser zusammen Drosselstellen bilden und wenn in den Wänden im Bereich der Längs lager Nuten vorgesehen sind.This object is achieved according to the invention in that such a longitudinal bearing is arranged on both sides of the rotor of the canned motor and that the coolant inlet is through a hole in a space between the fixed wall and rotor and the return is preferably through a shaft hole and a gap. A particularly advantageous solution results when the walls reach close to the shaft and form throttle points together with it and when grooves are provided in the walls in the region of the longitudinal bearings.

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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung im Querschnitt dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben:In the drawing, an embodiment of the innovation is shown in cross section and is described in more detail below:

Die Kreiselpumpe 1 und der Spaltrohrmotor 2 sitzen auf einer gemeinsamen Welle 3· Durch die Kräfteverteilung am Pumpenlaufrad k wird ein Axialschub erzeugt«The centrifugal pump 1 and the canned motor 2 sit on a common shaft 3 · The distribution of forces on the pump impeller k generates an axial thrust «

Für die Kühlung und Schmierung des Spaltrohrmotors wird aus |For the cooling and lubrication of the canned motor, |

der Druckleitung ein Teilstrom angezweigt, der durch diethe pressure line branched off a partial flow, which through the

ί Bohrung 5 ⁱⁿ den der Kreiselpumpe zugewandten Teil 6 desί Hole 5 ⁱⁿ part 6 of the centrifugal pump facing Rotorraumes eintritt« Der Rotorraum wird duroh das zylinderformige Statorbleoh 8 und duroh die Wände 11 und 12 gebildet« In diesem Raum verzweigt sioh die Flüssigkeit.Rotor space enters "The rotor space is formed by the cylindrical stator bleoh 8 and by the walls 11 and 12" In this space the liquid branches out.

Bin Teil durchströmt den Spalt 7 zwisohen Statorbleoh 8 und Rotor 9 zum Teil 10 des Rotorraumes· Dieser Kühlstrom fließt weiter duroh den Drosselspalt 13« der zwischen der Wellenhülse 14 und der Wand 12 gebildet wird« Hinter diesem Drosselspalt 13 durchströmt der Kühlstrom den vom rotierenden Längslagerteil I5 gebildeten Spalt und das Querlager 16, ferner die durchbohrte Schraube 17t die Wellenbohrung 18 und die durchbohrte Sohraube 19 zurüok in den Saugmund der Kreiselpumpe.A part flows through the gap 7 between stator 8 and 8 Rotor 9 to part 10 of the rotor space · This cooling flow continues through the throttle gap 13 "which is formed between the shaft sleeve 14 and the wall 12". Behind this throttle gap 13, the cooling flow flows through the rotating one Longitudinal bearing part I5 formed gap and the transverse bearing 16, furthermore, the drilled screw 17t, the shaft bore 18 and the pierced thrush 19 back into the suction mouth of the Centrifugal pump.

Der andere Teil der Entlastungsflüssigkeit durchfließt vom Teil 6 des Rotorraumes aus den Drosselspalt 20, der zwischen der Wellenhülse 21 und der Wand 11 gebildet wird. Dahinter durchströmt dieser Teilstrom den vom Längslagerteil 22 gebildeten Spalt, das Querlager 23 und den Drosselspalt 24 in den Radseitenraum 25 der Kreiselpumpe.The other part of the relief fluid flows from part 6 of the rotor space through the throttle gap 20, which is between the shaft sleeve 21 and the wall 11 is formed. Behind This partial flow flows through the gap formed by the longitudinal bearing part 22, the transverse bearing 23 and the throttle gap 24 in the wheel side space 25 of the centrifugal pump.

Liegt im Betriebszustand der Rotor des Spaltrohrmotors in der Mitte des axialen Spiels, d.h. sind die Spalte in den beiderseits des Rotors gelegenen Längslagern gleich groß, so entsteht beispielsweise eine resultierende Entlastungskraft in Richtung zum motorseitigen Wellenende hin, die sich aus den Komponenten R und W zusammensetzt·If the rotor of the canned motor is in the middle of the axial play during operation, i.e. the gaps are in the Longitudinal bearings located on both sides of the rotor are of the same size, for example a resulting relief force in the direction of the motor-side shaft end, which is composed of the components R and W

Die zum motorseitigen Wellenende hin gerichtete Komponente R entsteht duroh den Druckunterschied auf den beiden Stirnsei·· ten des Rotors· Der Druckunterschied resultiert aus der Drosselung des Kühlstromes im Rotorspalt 7· Die Komponente W dagegen ist zur Kreiselpumpe hin gerichtet· Sie entsteht duroh den Druck des Teilstromes auf das motorseitlge Wellenende·The component R directed towards the motor-side shaft end results from the pressure difference on the two end faces th of the rotor · The pressure difference results from the throttling of the cooling flow in the rotor gap 7 · The component W on the other hand is directed towards the centrifugal pump It is created by the pressure of the partial flow on the shaft end on the motor side

Die Komponente W ist kleiner als die Komponente R₉ da sieh einmal die beaufschlagten Fläohen stark unterscheiden und zum zweiten der das freie Wellenende beaufschlagende DruckThe component W is smaller than the component R ₉ because you can see a strong distinction between the applied surfaces and the pressure applied to the free shaft end

durch die Drosselung im pumpenfernen Längslager gegenüber dem Druck im pumpenfernen Teil 10 des Rotorraumes redu» ziert wird. Die beiderseits des Rotors 9 gelegenen Längs— lager haben, sofern sie in ihrer Geometrie gleich sind, bei Mittellage des Rotors einen vernaohlässigbam Einfluß auf die Entlas .^ungskraft.The throttling in the longitudinal bearing remote from the pump reduces the pressure in the part 10 of the rotor space remote from the pump. is adorned. The longitudinal bearings on both sides of the rotor 9 have, provided they are the same in their geometry, a negligible influence when the rotor is in the middle on the discharge force.

Wird nun der Rotor zur Pumpe hin verschoben, so wird der Kühlstrom durch die zusätzliche Drosselung im pumpenfernen Längslager, dessen Spaltweite mit der Verschiebung ab·· nimmt, etwas kleiner. Hierdurch wird die zum motorseitigen Wellenende hin gerichtete Komponente R des Rotors wenig beeinflußt, während die ihr entgegen gerichtete Kraft V auf das freie Weilenende mit wachsender Verschiebung zur Kreiselpumpe hin kleiner wird.If the rotor is now shifted towards the pump, the Cooling flow through the additional throttling in the longitudinal bearing remote from the pump, the gap width of which decreases with the displacement takes, a little smaller. As a result, the component R of the rotor directed towards the shaft end on the motor side becomes little influenced, while the opposite force V on the free end of the while with increasing displacement to Centrifugal pump becomes smaller.

Zusätzlich entsteht im pumpenfernen Längslager eine in Richtung zum motorseitigen Wellenende hin gerichtete, auf den rotierenden Lagerteil 15 wirkende Kraftkomponente, die mit weiterer Verlagerung des Rotors zur Pumpe hin sehr stark ansteigt (umgekehrt proportional zur dritten Potenz der Spaltweite), und die sich den schon vorhandenen Komponenten überlagert, so daß also bei weiterer Verschiebung des Rotors zur Pumpe hin die resultierende Entlastungskraft stark Bunimmt. Das pumpenseitige Längslager hat bei einer Verschiebung des Rotors zur Pumpe hin keinen Einfluß auf die Entlastungskraft·In addition, in the longitudinal bearing remote from the pump, there is a bearing that is directed towards the shaft end on the motor side the force component acting on the rotating bearing part 15, which increases very sharply with further displacement of the rotor towards the pump (inversely proportional to the third Power of the gap width), and which is superimposed on the already existing components, so that with further displacement of the rotor towards the pump, the resulting unloading force greatly increases. The longitudinal bearing on the pump side has one Displacement of the rotor towards the pump has no effect on the unloading force

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Wird der Läufer aus der Mittellage zum motorseitigen Ve 11 en ende hin verschoben, so werden hierdurch, die zum motorseitigen Ve Hellende hin geriohtete Komponente R des Rotors und die entgegengesetzt wirkende Komponente V auf das freie Wellenende kaum beeinflußt. Auch am pumpenfernen Längslager entstehen, da bei einer Verlagerung des Rotors zum motorseitigen Wellenende hin der Lagerspalt größer wird, keine Kräfte· Am pumpensei t igen Längslager hingegen entsteht eine zur Pumpe hin geriohtete Kraft, die ebenfalls mit wachsender Verschiebung stark zunimmt· Bei einer Verschiebung des Rotors aus der Mittellage zum motorseitigen Wellenende hin nimmt die Entlastungskraft ab·If the rotor is shifted from the central position towards the end of the Ve 11 on the motor side, this results in the Motor-side Ve Hellende towards geriohtete component R of the rotor and the oppositely acting component V hardly influenced on the free shaft end. This also occurs on the longitudinal bearing remote from the pump, as this occurs when the rotor is displaced towards the shaft end on the motor side the bearing gap becomes larger, no forces · On the pump-side longitudinal bearing, on the other hand, there is an effect towards the pump Directed force, which also increases sharply with increasing displacement · When the rotor is displaced from the central position to the shaft end on the motor side the relief force decreases

Die bei Verschiebung des Rotors in den Längslagern entstehenden Rückstellkräfte lassen sich durch die Bemessung der Drosselspalte 13 bzw« 20 sowie der rotierenden Lagerteile 15 bzw, 22 zusätzlich beeinflussen* Die rotierenden Lagerteile I5 und 22 sind mit einer Gleitschicht versehen. Damit bei sehr klein werdenden Spalten in den Längslagern immer ein für die Kühlung und Schmierung ausreichender Flüssigkeitsstrom durch die Längslager hindurchtreten kann, ist es sinnvoll, Nuten vorzusehen.The restoring forces that arise when the rotor is displaced in the longitudinal bearings can be determined by the dimensioning the throttle gaps 13 or «20 and the rotating bearing parts 15 or 22 also influence * The rotating Bearing parts I5 and 22 are provided with a sliding layer. This means that the gaps in the longitudinal bearings are becoming very small a sufficient flow of liquid for cooling and lubrication can always pass through the longitudinal bearings it makes sense to provide grooves.

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Bei ungewöhnlichen Schwankungen des Axialschubes kann es vorkommen« daß sioh die Lagerteile berühren· Aus diesem Grunde werden die Nuten in den Wänden 11 bzw· 12 vorgesehen! damit sie sioh nicht zusetzen können oder mit der Zeit sogar durch Abnutzung des Gleitbelages verschwinden.If there are unusual fluctuations in the axial thrust, it can happen «that you touch the bearing parts · For this Basically, the grooves are provided in the walls 11 or 12! so that you can not add yourself or with the Time even disappear due to wear and tear of the sliding coating.

Das neuerungsgemäße Aggregat weist gegenüber dem Stand der Teohnik den Vorteil auf, daß ohne großen Bauaufwand ein stabiler Axialschubausgleich erreicht wird, d.h., daß der Rotor des Aggregates eich in seine jeweilige Gleichgewichtslage einpendelt. Wird er durch Axialschubschwankungen aus dieser Lage ausgelenkt, so entstehen schon bei geringen Auslenkungen sehr große Rückstellkraft e. Bei sinnvoller Abstimmung von Kreiselpumpe und Antriebsmotor werden die Längslager überhaupt nicht mehr belastet*The unit according to the innovation has the advantage over the state of the Teohnik that without major construction costs a stable axial thrust compensation is achieved, i.e. that the rotor of the unit is calibrated in its respective Equilibrium level. If it is deflected from this position by fluctuations in the axial thrust, then this occurs very high restoring force even with small deflections e. If the centrifugal pump and Drive motor, the longitudinal bearings are no longer loaded at all *

Claims

Protection claims

1 «Canned motor pump unit for which the Compensation of the axial thrust of the Druokunterohied on both sides of the rotor of the canned motor and the pressure on a relief plate that with a fixed between the relief disc and the rotor of the canned motor » standing wall forms a longitudinal bearing, is exploited, characterized in that both sides of the The rotor (9) of the canned motor has a longitudinal bearing of this type and that the coolant inlet through a hole (5) in a space (6) airic fixed wall (11) and rotor (9) and the back « run preferably through a shaft bore (i8) and a gap (23).

2. Canned motor pump unit according to claim 1, characterized characterized in that the walls (11,12) close up

reach to the shaft (3) and together with it Droa * « selstellen (13 | 2O) form.

3. Canned motor pump unit according to claim 1, characterized characterized in that in a known manner in the walls (11, 12) in the region of the longitudinal bearing grooves are provided.

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